Sr Examen

Gráfico de la función y = sin(x)-1/cos(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                  1   
f(x) = sin(x) - ------
                cos(x)
$$f{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)} - \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}$$
f = sin(x) - 1/cos(x)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 1.5707963267949$$
$$x_{2} = 4.71238898038469$$
Puntos de cruce con el eje de coordenadas X
El gráfico de la función cruce el eje X con f = 0
o sea hay que resolver la ecuación:
$$\sin{\left(x \right)} - \frac{1}{\cos{\left(x \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
Puntos de cruce con el eje de coordenadas Y
El gráfico cruce el eje Y cuando x es igual a 0:
sustituimos x = 0 en sin(x) - 1/cos(x).
$$- \frac{1}{\cos{\left(0 \right)}} + \sin{\left(0 \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -1$$
Punto:
(0, -1)
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
$$\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} = 0$$
(la derivada es igual a cero),
y las raíces de esta ecuación serán los extremos de esta función:
$$\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} = $$
primera derivada
$$- \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} + \cos{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(x^{6} + 2 x^{5} - 3 x^{4} + 4 x^{3} + 3 x^{2} + 2 x - 1, 0\right)} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(x^{6} + 2 x^{5} - 3 x^{4} + 4 x^{3} + 3 x^{2} + 2 x - 1, 1\right)} \right)}$$
Signos de extremos en los puntos:
       /       / 6      5      4      3      2             \\                                    1                                      /      /       / 6      5      4      3      2             \\\ 
(2*atan\CRootOf\x  + 2*x  - 3*x  + 4*x  + 3*x  + 2*x - 1, 0//, - ----------------------------------------------------------------- + sin\2*atan\CRootOf\x  + 2*x  - 3*x  + 4*x  + 3*x  + 2*x - 1, 0///)
                                                                    /      /       / 6      5      4      3      2             \\\                                                                     
                                                                 cos\2*atan\CRootOf\x  + 2*x  - 3*x  + 4*x  + 3*x  + 2*x - 1, 0///                                                                     

       /       / 6      5      4      3      2             \\                                    1                                      /      /       / 6      5      4      3      2             \\\ 
(2*atan\CRootOf\x  + 2*x  - 3*x  + 4*x  + 3*x  + 2*x - 1, 1//, - ----------------------------------------------------------------- + sin\2*atan\CRootOf\x  + 2*x  - 3*x  + 4*x  + 3*x  + 2*x - 1, 1///)
                                                                    /      /       / 6      5      4      3      2             \\\                                                                     
                                                                 cos\2*atan\CRootOf\x  + 2*x  - 3*x  + 4*x  + 3*x  + 2*x - 1, 1///                                                                     


Intervalos de crecimiento y decrecimiento de la función:
Hallemos los intervalos donde la función crece y decrece y también los puntos mínimos y máximos de la función, para lo cual miramos cómo se comporta la función en los extremos con desviación mínima del extremo:
Puntos mínimos de la función:
$$x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(x^{6} + 2 x^{5} - 3 x^{4} + 4 x^{3} + 3 x^{2} + 2 x - 1, 0\right)} \right)}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(x^{6} + 2 x^{5} - 3 x^{4} + 4 x^{3} + 3 x^{2} + 2 x - 1, 1\right)} \right)}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(x^{6} + 2 x^{5} - 3 x^{4} + 4 x^{3} + 3 x^{2} + 2 x - 1, 0\right)} \right)}, 2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(x^{6} + 2 x^{5} - 3 x^{4} + 4 x^{3} + 3 x^{2} + 2 x - 1, 1\right)} \right)}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(x^{6} + 2 x^{5} - 3 x^{4} + 4 x^{3} + 3 x^{2} + 2 x - 1, 0\right)} \right)}\right] \cup \left[2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(x^{6} + 2 x^{5} - 3 x^{4} + 4 x^{3} + 3 x^{2} + 2 x - 1, 1\right)} \right)}, \infty\right)$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 1.5707963267949$$
$$x_{2} = 4.71238898038469$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \lim_{x \to -\infty}\left(\sin{\left(x \right)} - \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty}\left(\sin{\left(x \right)} - \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}\right)$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función sin(x) - 1/cos(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sin{\left(x \right)} - \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}}{x}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sin{\left(x \right)} - \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}}{x}\right)$$
Paridad e imparidad de la función
Comprobemos si la función es par o impar mediante las relaciones f = f(-x) и f = -f(-x).
Pues, comprobamos:
$$\sin{\left(x \right)} - \frac{1}{\cos{\left(x \right)}} = - \sin{\left(x \right)} - \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}$$
- No
$$\sin{\left(x \right)} - \frac{1}{\cos{\left(x \right)}} = \sin{\left(x \right)} + \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar